EP0395051A2 - Leiterplattensteckverbinder zur Oberflächenmontage - Google Patents

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EP0395051A2
EP0395051A2 EP19900107935 EP90107935A EP0395051A2 EP 0395051 A2 EP0395051 A2 EP 0395051A2 EP 19900107935 EP19900107935 EP 19900107935 EP 90107935 A EP90107935 A EP 90107935A EP 0395051 A2 EP0395051 A2 EP 0395051A2
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circuit board
contact elements
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contact
connector according
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EP19900107935
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EP0395051A3 (de
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Peter Dipl.-Ing. Klimke
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Wincor Nixdorf International GmbH
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Siemens AG
Wincor Nixdorf International GmbH
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/7005—Guiding, mounting, polarizing or locking means; Extractors
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    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/71—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures
    • H01R12/712—Coupling devices for rigid printing circuits or like structures co-operating with the surface of the printed circuit or with a coupling device exclusively provided on the surface of the printed circuit

Definitions

  • the invention relates to a printed circuit board connector for surface mounting with a plurality of contact elements arranged in an essentially cuboid insulating body and with connecting means for electrically connecting the contact elements to contacting surfaces located on a printed circuit board.
  • PCB connectors for surface mounting are already available in different versions.
  • a connector for SMD technology in which the contact elements have specially designed contact legs that protrude from a strip-shaped insulating body. These contact legs extend to the contacting surfaces on the printed circuit board.
  • the contact elements of the known connector are arranged, for example, in three rows of contact elements one above the other, each of the rows of contact elements containing a large number of individual contact elements lying next to one another.
  • the contact legs leave the insulating body in a direction running parallel to the circuit board and are then angled towards the circuit board. They end in contact stamps which are provided for a soldered connection to the contacting surfaces arranged on the printed circuit board.
  • a row of contacting surfaces is assigned to each row of contact elements on the printed circuit board in such a way that the contact legs of each row of contact elements run without crossing to the contact legs of the respective other rows of contact elements.
  • the arrangement of the contacting surfaces in several rows requires a relatively large amount of space for connecting the contact legs on the printed circuit board, particularly in the case of multi-row plug connectors.
  • the object of the present invention is therefore to provide a circuit board connector according to the preamble of claim 1, with which the edge region of a circuit board can be optimally used for the connection of a large number of contact elements and also contact elements with a very low electrical contact resistance are available.
  • a printed circuit board connector designed according to the invention allows an arrangement of contacting surfaces on both sides of a printed circuit board, the thickness of the printed circuit board being insignificant, since the flexibility of the printed circuit boards allows the printed circuit board connector designed according to the invention to be adapted to different printed circuit board thicknesses.
  • FIG. 1 shows the front F of a printed circuit board connector SV designed according to the invention.
  • the end faces of a large number of contact elements can be seen in the rectangular area of the front side F.
  • the circuit board connector SV is mounted in front of an end face SF of a printed circuit board L, the course of which is indicated on both sides of the front side F shown.
  • the plurality of contact elements K are arranged in rows running parallel to the circuit board level.
  • the circuit board connector SV is attached to the front side SF of the circuit board L in such a way that several rows (in the example five rows) of contact elements K1 are arranged above the circuit board level and several rows of contact elements K2 are arranged below the circuit board level. Between these contact elements K1, K2, which are arranged above and below the circuit board level, there are two rows of contact elements K3 approximately at the level of the end face SF of the circuit board L.
  • a contact element SK designed for current transmission which in the example shown is designed as a three-lamella contact spring for contacting a vertically standing contact knife (not shown) on both sides.
  • FIG. 2 shows a cross section through the central region (section line II-II in FIG. 1) of the printed circuit board connector according to FIG. 1 together with the associated edge region of the printed circuit board L.
  • the insulating housing I of the circuit board connector SV is arranged in front of the end face SF of the circuit board L at a right angle to the circuit board level.
  • the contact elements K1, K2, K3 run parallel to the circuit board level and penetrate the insulating body I from its front side FS to the rear side RS, which runs parallel to the end face SF of the circuit board L at a short distance in front of the latter.
  • the contact elements K1, K2 located above and below the circuit board level protrude on the rear side RS of the insulating housing I with their contacting needles KN from the insulating housing I.
  • the contact elements K3 located at the end face SF have rigid solder lugs LO, which likewise protrude from the insulating housing I on the rear side RS and rest on the upper side OS of the printed circuit board L.
  • the contact elements K3 arranged in front of the end face SF of the printed circuit board are designed as double contacts DK with two electrically connected individual contacts lying one above the other.
  • a circuit foil LF nestles against the rear side RS of the insulating housing I, which forms a loop SL towards the circuit board L and ends parallel to the circuit board level on the upper and lower side OS, US of the circuit board L.
  • the contacting needles KN protruding from the insulating housing I in the horizontal direction are passed through plated-through holes (not shown) on the conductor foil LF and soldered to associated conductor tracks (not shown).
  • the conductor foil LF is reinforced with a stiffening plate V.
  • the contacting surfaces WK for the rigid soldering lugs LF of the contact elements K3 located in the intermediate area are arranged directly on the edge of the top side of the printed circuit board OS.
  • the contacting surfaces KO for the connection of the circuit foils LF are arranged on the upper side OS and on the lower side US of the circuit board L. These contacting surfaces KO lie on the top and bottom of the circuit board L in a single row (not visible) parallel to the edge of the circuit board L.
  • the conductor tracks (not visible) on the conductor foils LF are soldered to the contacting surfaces KO.
  • FIG. 3 shows a cross section through a side part ST of the printed circuit board connector SV according to FIG. 1 (section line III-III).
  • the two side parts ST of the circuit board connector SV are designed as a flange for mechanically attaching the insulating body I to the circuit board L.
  • Two superimposed contact elements SK designed for current transmission are integrated in each flange.
  • contact elements SK are each provided with a contact extension KF, which is provided for resting on associated contacting surfaces of the printed circuit board L.
  • a contact element SK is provided for the current transmission for the upper side and one for the lower side of the circuit board.
  • the contact element SK provided for the underside of the circuit board is accommodated in the insulating body I in a contact chamber KK, which allows the contact element SK and its contact extension KF to be displaced in a direction perpendicular to the circuit board plane.
  • the flange is fastened to the printed circuit board L with two screws S, which are electrically insulated from the contacting extensions KF.

Abstract

Der Isolierkörper eines Leiterplattensteckverbinders ist vor einer Stirnfläche einer Leiterplatte derart befestigt, daß erste und zweite Kontaktelemente oberhalb bzw. unterhalb der Leiterplattenebene angeordnet sind. Dritte Kontaktelemente befinden sich in einem Zwischenbereich etwa in Höhe der Stirnfläche. Die ersten und zweiten Kontaktelemente sind mit Kontaktierungsflächen an der Ober- bzw. Unterseite der Leiterplatte über flexible Leiterstücke verbunden. Die dritten Kontaktelemente weisen starre Lötfahnen auf, die an weiteren Kontaktierungsoberflächen an der Oberseite der Leiterplatte befestigt sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Leiterplattensteckverbinder zur Oberflächenmontage mit einer Vielzahl von in einem, im wesent­lichen quaderförmigen Isolierkörper angeordneten Kontaktelemen­ten und mit Anschlußmitteln zur elektrischen Verbindung der Kontaktelemente mit auf einer Leiterplatte befindlichen Kontak­tierungsoberflächen.
  • Solche Leiterplattensteckverbinder für die Oberflächenmontage gibt es bereits in verschiedenen Ausführungen. So ist z.B. aus "Elektronik-Entwicklung 6/85, Seite 8" ein Steckverbinder für die SMD-Technik bekannt, bei dem die Kontaktelemente speziell ausgebildete Kontaktbeine aufweisen, die aus einem leistenför­migen Isolierkörper herausragen. Diese Kontaktbeine reichen bis zu den Kontaktierungsoberflächen auf der Leiterplatte.
  • Die Kontaktelemente des bekannten Steckverbinders sind z.B. in drei Kontaktelementereihen übereinander angeordnet, wobei jede der Kontaktelementereihen eine Vielzahl von einzelnen nebenein­anderliegenden Kontaktelementen enthält. Die Kontaktbeine ver­lassen den Isolierkörper in einer parallel zur Leiterplatte verlaufenden Richtung und sind danach zur Leiterplatte hin ab­gewinkelt. Sie enden in Kontaktstempeln, die für eine Lötver­bindung mit den auf der Leiterplatte angeordneten Kontaktie­rungsoberflächen vorgesehen sind. Jeder Kontaktelementenreihe ist auf der Leiterplatte eine Reihe von Kontaktierungsoberflä­chen so zugeordnet, daß die Kontaktbeine jeder Kontaktelemen­tenreihe kreuzungsfrei zu den Kontaktbeinen der jeweiligen an­deren Kontaktelementereihen verlaufen.
  • Durch die Anordnung der Kontaktierungsoberflächen in mehreren Reihen wird insbesondere bei mehrreihigen Steckverbindern ver­hältnismäßig viel Platz zum Anschluß der Kontaktbeine auf der Leiterplatte benötigt.
  • Aus der deutschen Patentschrift DE-PS 35 44 125 ist ein Steck­verbinder für die SMD-Technik bekannt, bei dem mehrere Kontakt­elementereihen an eine einzige Reihe von Kontaktierungsoberflä­chen angeschlossen sind. Dies wird mit Hilfe eines kurzen Lei­terstückes, z.B. in Form eines Flachbandkabels erreicht, das an einem Ende mit den Kontaktelementen verbunden ist und mit dem anderen Ende benachbart zu den Kontaktierungsoberflächen auf der Leiterplatte endet.
  • Das zwischen den Kontaktelementen und den Kontaktieroberflächen eingefügte Leiterstück erhöht bei diesem Steckverbinder den elektrischen Übergangswiderstand der Kontaktelemente, weshalb sich dieser Steckverbinder nur für Verbindungen mit geringer Strombelastung der Kontaktelemente eignet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Leiter­plattensteckverbinder gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 anzugeben, mit dem der Randbereich einer Leiterplatte für den Anschluß einer großen Anzahl von Kontaktelemente optimal ausge­nutzt werden kann und auch Kontaktelemente mit einem sehr ge­ringen elektrischen Übergangswiderstand zur Verfügung stehen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kenn­zeichnenden Teil des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmale.
  • Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Leiterplattensteckverbinder erlaubt eine Anordnung von Kontaktierungsoberflächen an beiden Seiten einer Leiterplatte, wobei die Dicke der Leiterplatte un­wesentlich ist, da die Flexibilität der Leiterstücke eine An­passung des erfindungsgemäß ausgebildeten Leiterplattensteck­verbinders an unterschiedliche Leiterplattendicken erlaubt.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran­sprüchen angegeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigen
    • FIG 1 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Leiterplattensteck­verbinder in Frontansicht,
    • FIG 2 einen Querschnitt durch den Leiterplattensteckverbinder nach FIG 1 entlang der Schnittlinie II-II,
    • FIG 3 einen Querschnitt durch den Leiterplattensteckverbinder nach FIG 1 entlang der Schnittlinie III-III.
  • In FIG 1 ist die Frontseite F eines erfindungsgemäß ausgebilde­ten Leiterplattensteckverbinders SV dargestellt. In der recht­eckigen Fläche der Frontseite F sind die Stirnseiten einer Vielzahl von Kontaktelementen ersichtlich. Der Leiterplatten­steckverbinder SV ist vor einer Stirnfläche SF einer Leiter platte L angebracht, deren Verlauf zu beiden Seiten der gezeig­ten Frontseite F angedeutet ist.
  • Die Vielzahl von Kontaktelementen K sind in zur Leiterplatten­ebene parallel verlaufenden Reihen angeordnet. Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, ist der Leiterplattensteckverbinder SV so an der Stirnseite SF der Leiterplatte L befestigt, daß mehrere Reihen (im Beispiel fünf Reihen) von Kontaktelementen K1 oberhalb der Leiterplattenebene und mehrere Reihen von Kon­taktelementen K2 unterhalb der Leiterplattenebene angeordnet sind. Zwischen diesen ober- und unterhalb der Leiterplattenebe­ne angeordneten Kontaktelementen K1, K2 liegen zwei Reihen von Kontaktelementen K3 etwa in Höhe der Stirnfläche SF der Leiter­platte L.
  • In den vier Ecken der Frontseite F ist je ein zur Stromüber­tragung ausgebildetes Kontaktelement SK vorhanden, das in dem gezeigten Beispiel als dreilamellige Kontaktfeder zum beidsei­tigen Kontaktieren eines vertikal stehenden Kontaktmessers (nicht dargestellt) ausgebildet ist.
  • In FIG 2 ist ein Querschnitt durch den mittleren Bereich (Schnittlinie II-II in FIG 1) des Leiterplattensteckverbinders nach FIG 1 zusammen mit dem zugehörigen Randbereich der Leiter­platte L dargestellt.
  • Das Isoliergehäuse I des Leiterplattensteckverbinders SV ist vor der Stirnfläche SF der Leiterplatte L in rechtem Winkel zur Leiterplattenebene angeordnet. Die Kontaktelemente K1, K2, K3 verlaufen parallel zur Leiterplattenebene und durchdringen den Isolierkörper I von seiner Frontseite FS zur Rückseite RS, die parallel zur Stirnfläche SF der Leiterplatte L in geringem Ab­stand vor dieser verläuft. Die ober- und unterhalb der Leiter­plattenebene befindlichen Kontaktelemente K1, K2 ragen an der Rückseite RS des Isoliergehäuses I mit ihren Kontaktiernadeln KN aus dem Isoliergehäuse I heraus.
  • Die in Höhe der Stirnfläche SF befindlichen Kontaktelemente K3 weisen starre Lötfahnen LO auf, die ebenfalls an der Rückseite RS aus dem Isoliergehäuse I herausragen und an der Oberseite OS der Leiterplatte L aufliegen.
  • Die vor der Stirnfläche SF der Leiterplatte angeordneten Kon­taktelemente K3 sind als Doppelkontakte DK mit zwei übereinan­der liegenden elektrisch verbundenen Einzelkontakten ausge­führt. Oberhalb und unterhalb der Leiterplattenebene schmiegt sich an die Rückseite RS des Isoliergehäuses I jeweils eine Leiterfolie LF an, die zur Leiterplatte L hin eine Schleife SL bildet und parallel zur Leiterplattenebene an der Ober- bzw. Unterseite OS, US der Leiterplatte L endet.
  • Die in horizontaler Richtung aus dem Isoliergehäuse I herausra­genden Kontaktierungsnadeln KN sind durch Durchkontaktierun­gen (nicht ersichtlich) auf der Leiterfolie LF hindurchgeführt und mit zugeordneten Leiterbahnen (nicht ersichtlich) verlötet. Zur Erhöhung der Stabilität im Bereich der Kontaktierungsnadeln KN ist die Leiterfolie LF mit einer Versteifungsplatte V ver­stärkt.
  • Unmittelbar am Rand der Leiterplattenoberseite OS sind die Kon­taktierungsoberflächen WK für die starren Lötfahnen LF der im Zwischenbereich befindlichen Kontaktelemente K3 angeordnet. In geringem Abstand vom Leiterplattenrand entfernt sind auf der Oberseite OS und auf der Unterseite US der Leiterplatte L die Kontaktierungsoberflächen KO für den Anschluß der Leiterfolien LF angeordnet. Diese Kontaktierungsoberflächen KO liegen auf der Ober- und der Unterseite der Leiterplatte L jeweils in einer einzigen Reihe (nicht ersichtlich) parallel zum Rand der Leiterplatte L. Die Leiterbahnen (nicht ersichtlich) auf den Leiterfolien LF sind mit den Kontaktierungsoberflächen KO ver­lötet.
  • In FIG 3 ist ein Querschnitt durch ein Seitenteil ST des Lei­terplattensteckverbinders SV nach FIG 1 (Schnittlinie III-III) dargestellt. Die beiden Seitenteile ST des Leiterplattensteck­verbinders SV sind als Flansch zur mechanischen Befestigung des Isolierkörpers I an der Leiterplatte L ausgebildet. In jedem Flansch sind jeweils zwei übereinanderliegende zur Stromüber­tragung ausgebildete Kontaktelemente SK integriert.
  • Diese Kontaktelemente SK sind mit je einem Kontaktierungsfort­satz KF versehen, der zur Auflage auf zugehörigen Kontaktie­rungsoberflächen der Leiterplatte L vorgesehen ist. In jedem Seitenteil ST des Leiterplattensteckverbinders SV ist ein zur Stromübertragung ausgebildetes Kontaktelement SK für die Ober­seite und eines für die Unterseite der Leiterplatte vorgesehen.
  • Das für die Unterseite der Leiterplatte vorgesehene Kontaktele­ment SK ist im Isolierkörper I in einer Kontaktkammer KK unter­gebracht, die ein Verschieben des Kontaktelementes SK und seines Kontaktierungsfortsatzes KF in einer zur Leiterplatten­ebene senkrechten Richtung erlaubt. Dadurch kann ein beidsei­tiger Anschluß, der zur Stromübertragung vorgesehenen Kontakt­elemente SK für Leiterplatten unterschiedlicher Dicke sicherge­stellt werden. Die Befestigung des Flansches an der Leiterplat­te L erfolgt mit zwei Schrauben S, die gegenüber den Kontaktie­rungsfortsätzen KF elektrisch isoliert sind.

Claims (10)

1. Leiterplattensteckverbinder zur Oberflächenmontage (SMD) mit einer Vielzahl von in einem, im wesentlichen quaderförmigen Isolierkörper angeordneten Kontaktelementen und mit Anschluß­mitteln zur elektrischen Verbindung der Kontaktelemente mit auf einer Leiterplatte befindlichen Kontaktierungsoberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß der Iso­lierkörper (I) vor einer Stirnfläche (SF) der Leiterplatte (L) derart befestigt ist, daß erste und zweite Kontaktelemente (K1, K2) oberhalb bzw. unterhalb der Leiterplattenebene angeordnet sind, daß dritte Kontaktelemente (K3) in einem Zwischenbereich etwa in Höhe der Stirnfläche (SF) angeordnet sind, daß die An­schlußmittel für die ersten und zweiten Kontaktelemente (K1,K2), denen Kontaktierungsflächen (KO) an der Ober- bzw. Unterseite der Leiterplatte (L) zugeordnet sind, aus flexiblen Leiterstük­ken (LF) gebildet sind, die mit einem Ende an den Kontaktele­menten (K1,K2) und mit ihrem anderen Ende an den Kontaktie­rungsoberflächen (KO) befestigt sind und daß die dritten Kon­taktelemente (K3) als Anschlußmittel starre Lötfahnen (LO) auf­weisen, die an weiteren Kontaktierungsoberflächen (WK) an der Oberseite der Leiterplatte (L) befestigt sind.
2. Leiterplattensteckverbinder nach Anspruch 1, da­durch gekennzeichnet, daß die flexiblen Leiterstücke als Leiterfolie ausgebildet sind.
3. Leiterplattensteckverbinder nach Anspruch 2, da­durch gekennzeichnet, daß die Leiterfo­lien (LF) im Anschlußbereich der ersten und zweiten Kontaktele­mente (K1,K2) jeweils senkrecht zu den Kontaktelementeachsen verlaufen und daß die ersten und zweiten Kontaktelemente (K1, K2) die Leiterfolie (LF) durchdringende Kontaktierungsnadeln (KN) aufweisen.
4. Leiterplattensteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsoberflächen für die ersten, zweiten und dritten Kontaktelemente jeweils einreihig angeordnet sind.
5. Leiterplattensteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsoberflächen für die dritten Kontaktele­mente unmittelbar am Leiterplattenrand angeordnet sind.
6. Leiterplattensteckverbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ober- und unterhalb der Leiterplattenebene in beiden Quer­seiten des Isolierkörpers (I) je ein zur Stromübertragung aus­gebildetes Kontaktelement (SK) angeordnet ist.
7. Leiterplattensteckverbinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb der Leiterplat­tenebene angeordneten zur Stromübertragung ausgebildeten Kon­taktelemente (SK) in je einem zur Befestigung des Isolierkör­pers (I) an der Leiterplatte (L) ausgebildeten Flansch inte­griert sind.
8. Leiterplattensteckverbinder nach Anspruch 6 oder 7, da­durch gekennzeichnet, daß die zur Strom­übertragung ausgebildeten Kontaktelemente (SK) als Anschlußmit­tel je einen stegförmig ausgebildeten Kontaktierungsfortsatz (KF) aufweisen.
9 Leiterplattensteckverbinder nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die stegförmigen Kontaktierungsfortsätze (KF) mittels zur Befesti­gung des Isolierkörpers (I) an der Leiterplatte (L) vorgesehe­ner Klemmverbindungen auf zugeordnete Kontaktierungsoberflächen gedrückt werden.
10. Leiterplattensteckverbinder nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die unterhalb der Leiterplattenebene angeordneten zur Strom­übertragung ausgebildeten Kontaktelemente in Kontaktkammern (KK) angeordnet sind, die zur Anpassung an unterschiedliche Leiterplattendicken ein Verschieben der Kontaktelemente in einer zur Leiterplattenebene senkrechten Richtung erlaubt.
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